点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:“谷地”如何变身“世界屋脊”
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

“谷地”如何变身“世界屋脊”

来源:中国科学报2022-03-02 10:14

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

“谷地”如何变身“世界屋脊”

丁林带领团队在中央谷地中部的伦坡拉盆地开展野外考察。青藏高原所供图

  地球第三极青藏高原如今平均海拔在4000米以上,被称为“世界屋脊”。但在形成今日之“高大”面貌之前,青藏高原其实还发育了一个低海拔的温热的“谷地”。

  从“谷地”到“世界屋脊”是如何演化的?其隆升过程又对今天的青藏高原环境有着怎样的影响?这些都是关于青藏高原尚未解开的谜题。

  历时20余年,在第二次青藏科考的支持下,中科院院士、中科院青藏高原研究所(以下简称青藏高原所)研究员丁林领衔的碰撞隆升及影响团队,通过构造地质演化、岩石圈深部结构、古高度、古温度、古植被分析和古气候模拟等多领域多手段的综合研究,刻画了青藏高原隆升前低海拔“中央谷地”的面貌与历史过程。相关研究近日发表于《科学进展》。

  高升前的“低谷”

  青藏高原隆升过程复杂,且经历了漫长的历史时期,其隆升的地球动力学过程仍存在争议。

  有观点认为,在距今5300万年到3600万年的始新世,高原南部最先成为海拔最高地区,随后向北隆升;另一种观点认为,在始新世,高原中部是海拔最高的地区,形成青藏高原雏形,然后从中新世开始向南扩展成喜马拉雅山脉,向北扩展到青藏高原北部的昆仑山以及祁连山地区。

  论文第一作者、青藏高原所博士熊中玉介绍,印度板块与欧亚板块碰撞后,在高大的冈底斯造山带和中央分水岭造山带之间,曾发育一个与现今地貌完全不同的“低海拔中央谷地”。它自西向东,沿现在的日土—改则—尼玛—班戈—那曲—丁青一线展布。

  “但它何时隆升到现今高度,导致中央谷地隆升的内源驱动力又是什么?我们还不清楚。”论文通讯作者丁林表示,准确量化隆升过程及特征对于评估其对大气和地表过程的影响至关重要。

  自1997年起,丁林带领团队持续在位于中央谷地中部的伦坡拉盆地开展野外考察,试图解开这个谜团。

  伦坡拉盆地隶属班戈县,面积约3600平方千米,海拔约4700米,年平均温度约0℃,年降水量400~500毫米,属于典型的高寒季风性气候,是研究青藏高原隆升历史、机制及环境—生物效应的热点地区。

  火山灰中找“密码”

  “火山灰岩层是盆地中沉积下来的古代火山喷发的火山灰,可用于准确限定地层的形成时代和绝对年龄。地层的绝对年龄类似于一个‘标尺’,只有在这个标尺的基础上,我们才能精确地重建地球各个圈层的演化过程。”熊中玉告诉《中国科学报》。

  研究团队在盆地内共发现了9套火山灰,利用锆石铀铅测年的方法,确定了火山灰的绝对年龄,建立了伦坡拉盆地5000万~2000万年前沉积地层的绝对年代框架。

  研究表明,下部牛堡组地层沉积年代为5000万~2900万年前,上部丁青组地层沉积年代为2900万~2000万年前。

  在此年代框架基础上,研究团队与英国布里斯托大学古气候模拟团队合作,首次在青藏高原上利用古气候模拟的方法,确定了青藏高原中央谷地的降雨模式为冬、夏两个季节的双峰式。

  同时,结合降雨量、地表蒸散和土壤水分含量等,他们揭示了古土壤钙质结核的形成季节:牛堡组下部古土壤钙质结核的形成时间为3~6月,而牛堡组上部古土壤钙质结核的形成时间则限定在5~6月和9月两个阶段。

  深部圈层为“内生动力”

  基于古土壤钙质结核团簇同位素数据确定的地表古温度,研究团队还创造性地使用地表空气湿球温度和湿球气温直减率定量恢复了伦坡拉盆地地表高度变化历史。

  研究结果表明,约5000万~3800万年前,青藏高原呈现“两山夹一盆”的地貌特征,冈底斯山脉海拔约4500米、中央分水岭山脉海拔约4000米,它们之间夹着海拔约1700米的中央谷地。中央谷地气候温暖湿润,降水由西风和季风共同主导,亚热带动植物繁盛,是高原内部的“香格里拉”。

  约3800万~2900万年前,以伦坡拉盆地为代表的中央谷地快速隆升为海拔超过4000米的高原,这也标志着青藏高原主体部分形成。

  伴随中央谷地隆升和全球气候变冷,高原中部温度显著下降,降水减少,并且南部季风作用相对增强。气候变化导致高原中部从温暖湿润的亚热带生态系统转变为寒冷干燥的高寒生态系统,主要地表植被为高山草甸。

  结合前期研究,团队进一步指出,雅鲁藏布江缝合线以北,从造山带发展为高原主体的时间为晚始新世—早渐新世(3800万~2900万年前),而雅鲁藏布江缝合线以南的喜马拉雅山脉于中新世早期(2500万~1500万年前)才达到现在高度。

  丁林介绍,导致中央谷地隆升的深部地球动力学机制,是俯冲的拉萨地幔拆沉、软流圈物质上涌及上部地壳缩短。中央谷地的隆升是青藏高原对地表圈层环境的巨大影响的开始。该研究在青藏高原各圈层时空演化研究方面迈出了坚实一步,对青藏高原地球系统科学研究具有重要示范作用。(记者 韩扬眉)

  相关论文信息:

  https://science.org/doi/10.1126/sciadv.abj0944

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 第140届广交会第一期线下展:18.9万名境外采购商到会

  • 《长征专题书目(1936—2026)》出版发行

独家策划

推荐阅读
智能科技是当前最具革命性、引领性的科技前沿,是推动新质生产力质态变革的关键力量,它不仅表现为技术层面的迭代,更体现为生产方式、产业形态和价值创造模式的系统性重构,并推动形成智能经济新形态。
2026-10-20 10:00
推进全球人工智能伦理治理,必须坚持“以人为本、向上向善”,以增进全人类共同福祉为根本目标,从技术普惠、精准治理、多元参与和全球共治四个方面协同推进,构建发展机会均等、权责边界清晰、国际协同高效的治理秩序。
2026-10-20 09:59
人民健康是民族昌盛和国家强盛的重要标志,也是中国式现代化行稳致远的根基所在。时隔十年,2026年10月,全国卫生与健康大会再次召开。回望十载征途,健康中国已从宏伟蓝图,化作大江南北触手可及的民生福祉。
2026-10-20 09:58
自然如何不被贫困“吞噬”,跨境之痛如何共担,资金如何流向正确方向——16日在亚美尼亚首都埃里温举行的生物多样性领导人峰会,就这三个问题向《生物多样性公约》第十七次缔约方大会(COP17)正式谈判传递出三个诉求:把自然保护纳入安全议程,让全球目标回应区域现实,让资金和措施真正到位。
2026-10-20 09:57
生产要素创新性配置,推动资源治理由技术优化向制度协调延伸。算电协同、算水协同揭示的资源逻辑,是技术创新改变资源利用方式、要素创新性配置提升系统效能、产业转型升级实现综合价值的有机统一。
2026-10-20 09:55
围绕“科学作为全球公共产品”“负责任的人工智能应对全球挑战”“科学、社会与信任”三大议题开展对话交流
2026-10-20 08:58
2026国际科学理事会中期会员大会暨北京科学对话由国际科学理事会主办,中国科学技术协会、中国科学院、中国社会科学院、北京市人民政府共同举办
2026-10-20 08:29
城市是人民美好生活的载体,人民群众是城市建设的主体和城市发展的动力源泉。
2026-10-19 09:32
当你出门后,扫地机器人根据你的清洁习惯自己排定工作时间、规划好路线;自研的快充技术,让它边充边扫、无限续航。这个颇具科幻意味的场景,已被第140届中国进出口商品交易会(广交会)上的一款产品实现。
2026-10-19 09:35
“可信工具”这一重要提法精准抓住了人工智能发展的一个根本问题:我们不能只问人工智能是不是更聪明、更高效、更强大,还要追问它是否真正可信。
2026-10-19 09:31
让从农田到餐桌的全过程均有标准可依,并积极推广应用食品数字标签,让食品信息获取更便捷高效。
2026-10-19 09:18
推动卫生与健康事业高质量发展,不断提高人民健康水平,确保健康中国建设取得决定性进展。
2026-10-19 09:16
当前全球生态环境挑战日益严峻,科技创新是应对可持续发展挑战的核心力量。
2026-10-16 16:29
10月16日是第四十六个世界粮食日,所在周是全国粮食安全宣传周,主题为“创新当下,粮安未来”。从良种选育、智能农机到数字农业、精准储运,创新正成为粮食增产、节粮减损、营养提升的关键引擎。即日起,光明网联合科普中国推出系列科普视频,深入解读科技创新绘就的粮安答卷。
2026-10-16 08:46
在显示技术升级与人工智能赋能的双重驱动下,行业正跳出传统数字阅读的固有边界
2026-10-16 08:45
打造集技术研发、模型训练、系统验证及场景测试于一体的创新基地,推动人形机器人及具身智能技术从实验室研发阶段走向大规模产业应用。
2026-10-16 08:39
工业和信息化部、中央网信办、市场监管总局高度重视,在前期调查工作基础上,成立联合调查组开展核查,并依法依规处理。有关情况将及时公布。
2026-10-16 08:40
大会延续“零碳·科技”永久主题,以“智储新程 绿动全球”为年度主题
2026-10-16 08:35
“戈壁荒滩老风口,飞沙走石雁不留。托里县老风口蝶变的三部曲,为生态脆弱地区推动高质量发展、树立和践行正确政绩观,提供了深刻启示。树立和践行正确政绩观,就要算大账、算长远账、算整体账,既做显功、也做潜功,把生态优势转化为发展优势、民生福祉。
2026-10-15 09:51
常压下,水到0℃会结冰,这就是人们熟悉的相变,0℃即是相变的临界点。两篇论文的共同通讯作者、宁波东方理工大学助理教授余雪佳,把这个难题比作“在沸水中完好保存一件冰雕”。
2026-10-15 09:49
加载更多